基于TMS320F2812的人机接口设计

1基于 TMS320F2812 的人机接口设计摘 要本课题主要介绍了基于 TMS320F2812 芯片的键盘输入和 LCD 显示输出的软硬件实现方案，对 TMS320F2812 硬件资源和相应外设进行了详细的介绍。同时以实际事例分析了 DSP 与液晶、键盘的接口技术，以及软件的编程方法。程序采用 C 语言进行设计，充分显示了 TMS320F2812 对于外设的强大控制能力。关键字：DSP；接口；LCD 显示；键盘2Human-Machine Interface Design Based on TMS320F2812ABSTRACTThe hardware based on TMS320F2812 and software system about the keyboard input and LCD display was introduced in this paper, the hardware resourses and corresponding perpherals were introduced detailedly. Simultaneously, the interface technology of DSP was introduced, such as: liquid crystal display technology, keyboard input technology. The software was designed by C language, fully demonstrated the powerful controllability of TMS320F2812.Keywords: DSP; Interface; LCD Display; Keyboard3目 录1.绪论 .11.1 引言 .11.2 液晶显示及其控制驱动与接口概述 .21.3 人机接口的发展前景 .42.系统概述 .62.1TMS320F281x 处理器功能概述 .62.2SEED-DPS2812M 简介 .72.3LCD 液晶显示接口资源详细介绍 .72.3.1 点阵液晶显示接口信号 .82.3.2T6963C 的特点及资源 .93.系统功能框图 .183.1SEED-DPS2812M 开发模板系统功能框图 .183.2 显示系统的组成 .194.键盘输入与显示输出的软件实现 .204.1CCS 编程环境介绍 .204.1.1 CCS 介绍 .204.1.2 CCS 软件设置 .214.1.3 CCS 软件设置错误排查 .214.1.4 CCS 组件 .2344.1.5 硬件仿真和实时数据交换 .234.2 键盘输入的软件实现 .244.3 液晶显示的软件实现 .265.结论 .295.1 键盘输入测试 .305.1.1 键盘输入主流程图 .305.1.2 键盘扫描流程图 .315.1.3 程序运行结果 .315.2 液晶显示输出测试 .335.2.1 液晶显示主流程图 .335.2.2 汉字显示程序流程图 .345.2.3 液晶显示程序结果 .356.总结 .377.致谢 .388.主要参考文献 .399.附录 .4010.外文资料翻译 .6011.绪论1.1 引言传统的信号处理或控制系统采用模拟技术进行设计和分析，处理设备和控制器采用模拟器件实现。自 20 世纪 60 年代以来，数字信号处理器（Digital Signal Processing, DSP）日渐成为一项成熟的技术，并在多项应用领域逐渐替代了传统模拟信号处理系统。随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，从消费电器到工业设备，从民用产品到军用器材，嵌入式系统被应用到网络、手持通信设备、国防军事、消费电子和自动化控制等各个领域，作为数字信号处理领域的嵌入式处理器得到了广泛应用，与模拟信号处理系统相比，数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰能力强、设备尺寸小、速度快、性能稳定和易于升级等优点，所以目前大多设备采用数字技术设计实现，这已成为当前的发展趋势。大多数数字信号处理系统离不开人机交互,系统在运行时需要操作者的干预(对系统进行输入)以及系统对干预作出响应( 系统输出) 。数字信号处理的实现是以数字信号处理理论和电子计算机技术为基础的，利用计算机或专用的处理设备，以数值计算的方式对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。在实际应用中，所有的信号都是模拟信号，为实现数字信号处理，用户必须将模拟信号转换成数字信号。模拟信号是连续的变量，它包括声音强度、压力、光强度等。如果需要使用计算机或其他的处理器实现对语音信号的数字处理，必须对其进行数字化。因为 DSP 具有快速计算的特点，所以具有广泛的应用潜力。在电视会议系统里，大量应用 DSP 器件，视听机器也都应用2DSP。随着科学技术的发展，将会出现许许多多的 DSP 新利用领域。1.2 液晶显示及其控制驱动与接口概述液晶显示 LCD(Liquid Crystal Display)，是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化而遮蔽/通透光线的性能制作成的一种重要平板显示器件。通常使用的 LCD 器件有 TN 型(Twist Nematic，扭曲向列型液晶 )、STN 型(Super TN，超扭曲向列型液晶) 和 TFT 型(Thin Film Transistor，薄膜晶体管型液晶)。TN、STN、TFT 型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加。TN 和 STN型常用作单色 LCD。STN 型可以设计成单色多级灰度 LCD 和伪彩色LCD，TFT 型常用作真彩色 LCD。TN 和 STN 型 LCD，不能做成大面积LCD，其颜色数在 218 种以下。218 种颜色以下的称为伪色彩，218 种及其以上颜色的称为真彩色。TFT 型可以实现大面积 LCD 真彩显示，其像素点可以做成 0.3mm 左右。TFT-LCD 技术日趋成熟，长期困扰的难题己获解决：视角达 170，亮度达 500cd/m2(500 尼特) ，显示器尺寸达 101.6cm(40in)，变化速度达 60 帧/s。进行 LCD 设计主要是 LCD 的控制/驱动和与外界的接口设计。控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示 RAM，控制驱动器，分配显示数据；驱动主要是根据控制器要求，驱动 LCD 进行显示。控制器还常含有内部ASCII 字符库，或可外扩的大容量汉字库。小规模 LCD 设计，常选用一体化控制/驱动器；中大规模的 LCD 设计，常选用若干个控制器、驱动器，并外扩适当的显示 RAM、自制字符 RAM 或 ROM 字库。控制与驱动器大多采用低压微功耗器件。与外界的接口主要用于 LCD 控制，通常是可连接单片机MCU 的 8/16 位 PPI 并口或若干控制线的 SPI 串口。显示 RAM 除部分3Samsung 器件需用自刷新动态 SD- RAM 外，大多公司器件都用静态SRAM。嵌入式人机界面中常用的 LCD 类型及其典型控制/ 驱动器件与接口如下：段式 LCD，如 HT1621(控/驱)、128 点显示、4 线 SPI 接口；字符型 LCD，如 HD44780U(控/驱)、2 行8 字符显示、4/8 位 PPI 接口；单色点阵 LCD，如 SED1520(控/驱)、61 段16 行点阵显示、8 位 PPI 接口，又如 T6963C(控)+T6A39(列驱)+T6A40(行驱)、 64064 点双屏显示、8位 PPI 接口；灰度点阵 LCD，如 HD66421(控/驱)、160100 点单色 4 级灰度显示、8位 PPI 接口；伪彩点阵 LCD，如 SSD1780(控/驱)、104RGB 80 点显示、8 位 PPI 或3/4 线 SPI 接口；真彩点阵 LCD，如 HD66772(控/源驱)+HD66774(栅驱)、176RGB240点显示、8/9/16/18 位 PPI 接口、6/16/18 动画接口、同步串行接口；视频变换 LCD，如 HD66840(CRT-RGBCD-RGB)、720512 点显示、单色/8 级灰度/8 级彩色、4 位 PPI 接口。控制驱动器件的供电电路、驱动的偏压电路、背光电路、振荡电路等构成 LCD 控制驱动的基本电路。它是 LCD 显示的基础。LCD 与其控制驱动、接口、基本电路一起构成 LCM(Liquid CrystalModule，LCD 模块) 。常规嵌入式系统设计，多使用现成的 LCM 做人机界面；现代嵌入式系统设计，常把 LCD 及其控制驱动器件、基本电路直接做入系统。4整体考虑，既结构紧凑，又降低成本，并且有利于减少功耗、实现产品小型化。控制 LCD 显示，常采用单片机 MCU，通过 LCD 部分的 PPI 或 SPI 接口，按照 LCD 控制器的若干条的协议指令执行。MCU 的 LCD 程序一般包括初始化程序、管理程序和数据传输程序。大多数 LCD 控制驱动器厂商都随器件提供有汇编或 C 语言的例程资料，十分方便程序编制。1.3 人机接口的发展前景随着数字化进程的加速，更多的数字消费类产品中都采用了 DSP。在激光影音产品中涉及到音、视频的编码和多制式的解码技术领域的，大量采用 DSP 技术。基于 DSP 的数字相机，MPEG4 类数字播放器新产品，将掀起新的消费高潮。即便是在传统白色家电中，DSP 应用也在深入进行，如数字变频应用已由空调延伸到冰箱和洗衣机。通信仍然是 DSP 最大的应用市场。在无线通信应用中，手机终端无疑都有 DSP 核心，而 2.5G 和 3G 终端的发展将仰赖 DSP 平台，其中包括智能手机。同时，无线基础设施亦离不开高性能 DSP，新一带无线交换机和基站将会因采用更低功耗的 DSP 而缩小空间易于装备。在宽带网络应用上，从局端到接入端设备，DSP 无处不在。 虽然在计算机中 CPU 仍是主角，但在一些嵌入式应用中 DSP 已经在发挥作用，比如作为影像加速器、实时媒体编解码器、嵌入式调制解调器等。在某些场合的应用中，集成有 RISC 处理器的 DSP 平台已经可以胜任主处理器的工作，体现出通信与计算机应用的融合。5DSP 推动了嵌入式指纹识别的应用，并已取得了长足进展。DSP 平台的持续创新及所表现出的高性能和低功耗特色，是这一技术应用于市场历经十多年而发展不衰的源泉。DSP 在数字控制中的应用也有很大发展。在工业变频器中，DSP 所占比例在逐年增加。更多的 DSP 微控制项目不但会围绕工业应用，而且将拓展到健身器材，医疗器械，电子识别等新的市场。展望未来，DSP 技术将在公共场所和企事业应用中、嵌入式应用、日常生活领域中占有更广阔的发展空间。不难想象，随着 DSP 技术的高速发展，诸如网络相机，全数字化家电，便携式数字监控产品将可以进入家庭。语音识别、人脸识别、虹膜识别，车载移动电话设备等新兴 DSP 嵌入技术将更快、更好的用于工业领域。DSP 技术将会进入到一个更为迅速发展的新时代。在人机设备控制中，目前最常用的就是 TI 公司的 TMS320F281x，得益于其强大的功能与适中的价格，281x 成为在工业控制中的首选 DSP，比如在电力公司的项目中，281x 就占据了主导地位。除此之外，就像上面所述的那样，在各种数码产品中甚至也会出现 DSP 的影子，目前已知了在一些品牌的mp3 播放器中就以经理用到了 DSP 的相关技术。基于此，人机交互就变得更加重要，人机界面逐渐体现出它必要的一方面，从某种意义上讲，甚至能够左右人们对设备的操作习惯，因此一个好的人机接口设计，对任何设备、产品来说都是不无裨益的。相信在未来的嵌入式领域、控制领域中，DSP 和人机接口技术所占的地位与比重将会越来越大。62.系统概述2.1TMS320F281x 处理器功能概述TMS320F281x 系列 DSP（数字信号处理器）是 TI 公司最新推出的数字信号处理器，该系列处理器是基于 TMS320C2xx 内核的顶点数字信号处理器，是目前控制领域最先进的处理器之一。其频率高达 150MHz，大大提高了控制系统的控制精度和芯片处理能力。与 F24x 系列数字信号处理器相比，F281x 系列数字信号处理器提高了运算的精度（32 位）和系统的处理能力（达到 150MIPS） 。该系列数字信号处理器还集成了 128KB 的 Flash 存储器，4KB 的引导 ROM，数学运算表以及 2KB 的 OTP ROM，从而大大改善了引用的灵活性。整合平台的高性能 DSP 内核、Flash 存储器、高精确度模拟外设、数字控制及通信外设等，为用户提供了高性能控制的解决方案。TMS320F2812 芯片基于 C/C+高效 32 位 TMS320C28x DSP 内核，并提供浮点数学函数库，从而可以在定点处理器上方便地实现浮点运算。在高精度伺服控制、可变频电源、UPS 电源等领域广泛应用，同时是电机等数字化控制产品升级的最佳选择。TMS320F2812 DSP 集成的 128KB 的闪存，可用于开发及对现场软件进行升级时的简单再编程。优化过的事件管理器包括脉冲宽度调制（PWM）产7生器、可编程通用计时器，以及捕捉译码器接口等；该器件还包括 12 位模数转换器（ADC） ，吞吐量每秒可达 16.7MB 的采样，其双采样装置可实现控制环路的同步采样。片上标准通信端口可为主机、测试设备、显示器及其他组件提供简便的通信端口，为电机及其他运动控制领域应用的实现提供了良好的平台。此外代码和指令与 F24x 系列数字信号处理器完全兼容，从而保证了项目或产品设计的可延续性，简化了产品升级工作。2.2SEED-DPS2812M 简介SEED-DPS2812M 是在 SEED-DPS2812 基础上，根据用户的要求，专为电力监控而设计、开发的高性能低成本 DSP 电力应用系统解决方案，并照顾发展的需要，在保证各种应用性的基础上，还兼具良好的扩展性。其上包括：高性能的 32 位定点 DSP： TMS320F2812，128K16-位高速 Flash（具有加密功能，更好地保护开发者的知识产权） ，18K16 位 0 等待 SRAM，2 路异步串口，1 路 CAN 总线，及多达 56 个通用 I/O 引脚。外扩有：存储器：最大 512K16-位的高速 SRAM；参数存储：带 56 字节 NvRAM 的实时时钟、SPI 接口的 EEPROM（最大 128K8-位） ；输入/ 输出：12-路10V/5V （可选）模拟输入、4-路10V/5V（可选）模拟输出、 48 路 I/O 及功能扩展口线、12864LCD 接口、44 键盘、8 位数据及 3 位地址总线扩展；接口通信接口：10M 以太网接口、保留的 I/O 口线可使用户方便的实现RS485/RS232/CAN/SPI 等多种形式的通讯；SEED-DPS2812M 结构紧凑，布局合理，外部接口信号根据信号特点合理划分，提高了模板的稳定性、及抗干扰的能力。8在 SEED-DPS2812M 中主要集成了 DSP、SRAM、片外 D/A、片外A/D、UART、串行 EEPROM、RTC 实时时钟、工业以太网等外设。这样使其能够应用在电力系统继电保护和电力测量方面。2.3LCD 液晶显示接口资源详细介绍在 SEED-DPS2812 模板上提供一个点阵液晶显示接口，用于与带 T6963C控制器的 240128 点阵的 LCD 接口，以显示图形和字符等信息。2.3.1 点阵液晶显示接口信号点阵液晶显示接口包含下列信号：DB7:0 数据总线，8 位。CE： 片选信号。C/D： 命令/数据选择信号。RD： 读信号。WE： 写信号。RESET： 复位信号。A： 背光，发光二极管阳极。接+5VK： 背光，发光二极管阴极。FS： 字符显示方式选择：1：68 点阵模式，0：88 点阵模式。接地Vee： LCD 偏置电压Vcc： 电源，+5V9GND： 地LCD 背光采用发光二极管，A 为阳极，K 为阴极，SEED-DPS2812 中，A 直接接+5V 电源 K 则由 XF 控制达林顿三极管来实现对地的通 /断，从而达到控制 LCD 背光灯的亮灭。对于点阵 LCD 液晶显示接口来说，对其的读/写访问通过 1 个 8 位的命令口和 1 个 8 位的数据口进行。在 SEED-DPS2812 中，将 LCD 液晶显示接口分配在F2812 的 ZONE0 空间中，占用 2 个地址单元：0x00,2A00，LCD 液晶显示接口的数据口：0x00,2A01，LCD 液晶显示接口的命令口。2.3.2T6963C 的特点及资源2.3.2.1T6963C 的特点： T6963C 是点阵式液晶图形显示控制器； T6963C 的字符字体由硬件设置，在 SEED-DPS2812 中固定使用 88字体； T6963C 的占空比可从 1/16 到 1/128； T6963C 可以图形方式、文本方式及图形和文本合成方式进行显示，以及文本方式下的特征显示，还可以实现图形拷贝操作等等； T6963C 具有内部字符发生器 CGROM，共有 128 个字符 T6963C 可管理 64K 显示缓冲区及字符发生器 CGROM。2.3.2.2T6963C 的指令集T6963C 的指令可带 1 个、2 个参数或无参数。每条指令的执行都是先送10入参数，再送入指令代码。每次操作之前最好先进行状态字检测。T6963C 状态字如下所示：STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0STA0: 指令读写状态1 准备好0 忙STA1: 数据读写状态1 准备好0 忙STA2: 数据自动读状态1 准备好0 忙STA3: 数据自动写状态1 准备好0 忙STA4: 未用STA5: 控制器运行检测可能性1 可能0 不能STA6: 读屏/拷贝出错状态1 出错0 正确11STA7: 闪烁状态检测1 正常显示0 关显示由于状态位的作用不一样，因此执行不同指令必须检测不同状态位。在 DSP 一次读、写指令和数据时，STA0 和 STA1 要同时有效，即处于“准备好”状态。当 DSP 读、写数组时，判断 STA2 或 STA3 状态。屏读、屏拷贝指令使用 STA6。STA5 和 STA7 反映 T6963C 内部运行状态。2.3.2.2.1 指针设置指令指针设置指令格式如下：D1D2 0 0 1 0 0 N2 N1 N0D1、D2 为第一和第二个参数，后一个字节为指令代码，根据 N0，N1，N2 的取值，该指令有三种含义（N0，N1 ，N2 不能有两个同时为1）D1 D2 指令代码 功能水平位置（低 7 位有效）地址（低 5 位有效）低字节垂直位置（低 5 位有效）00H高字节21H(N0=1) 光标指针设置22H(N1=1) CGRAM偏置地址设置24H(N2=1) 地址指针位置 光标指针设置12D1 表示光标在实际液晶屏上离左上角的横向距离（字符数） ，D2 表示纵向距离（字符行） 。 CGRAM 偏执地址寄存器设置设置了 CGRAM 在显示 64K RAM 内的高 5 位地址。 地址指针设置设置将要进行操作的显示缓冲区（RAM）的一个单元地址，D1 、D2为该单元地址的低位和高位地址。2.3.2.2.2 显示区域设定指令显示区域设定指令格式如下：D1D2 0 1 0 0 0 0 N1 N0根据 N1，N0 的不同取值，该指令有四种指令功能形式：N1 N0 D1 D2 指令代码 功能00 低字节 高字节 40H 文本区首址01 字节数 00H 41H 文本区宽度（字节数/行）10 低字节 高字节 42H 图形区首址11 字节数 00H 43H 图形区宽度（字节数/行）文本区和图形区首地址对应显示屏上左上角字符位或字节位，修改该地址可以产生卷动效果。D1，D2 分别为该地址的低位和高位字节。文本区宽度（字节数行）设置和图形区宽度（字节数行）设置用于调整一行显示所占显示 RAM 的字节数，从而确定显示屏与显示 RAM 单元13的对应关系。T6963C 硬件设置的显示窗口宽度是指 T6963C 扫描驱动的有效列数。需说明的是当硬件设置 68 字体时，图形显示区单元的低 6 位有效，对应显示屏上 61 显示位。2.3.2.2.3 显示方式设置指令显示方式设置指令格式如下：无参数 1 0 0 0 N3 N2 N1 N0N3 字符发生器选择位1 选择 CGRAM，字符代码为 00HFFH。0 选择 CGROM，由于 CGROM 字符代码为 00H7FH。因此选用 80HFFH 字符代码时，将自动选择 CGRAM。N2:0: 合成显示方式控制位，其组合功能如下表：000 逻辑“或”合成001 逻辑“异或”合成011 逻辑“与”合成100 文本特征当设置文本方式和图形方式均打开时，上述合成显示方式设置才有效。其中的文本特征方式是指将图形区改为文本特征区。该区大小与文本区相同。每个字节作为对应文本区的每个字符显示的特征，包括字符显示与不显示，字符闪烁及字符的“反白”显示。通过这种方式，T6963C 可以控制每个字符的文本特征。文本特征区内，字符的文本特征码由一个字节的低 4 位组成，14即：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T3 T2 T1 T0D3： 字符闪烁控制位1 闪烁0 不闪烁D2:0： 显示效果选择000 正常显示101 反白显示011 禁止显示，空白启用文本特征方式时可在原有图形区和文本区外用图形区域设置指令另开一区作为文本特征区，以保持原图形区的数据。显示缓冲区可划分如下：单屏结构：图形显示区文本特征区文本显示区CGRAM(2K)2.3.2.2.4 显示开关指令显示开关指令格式如下：无参数 1 0 0 1 N3 N2 N1 N0N3： 图形显示控制151 图形显示启用0 图形显示禁止N2： 文本显示控制1 文本显示启用0 文本显示禁止N1： 光标控制1 光标显示启用0 光标显示禁止N0：光标闪烁控制1 光标闪烁启用0 光标闪烁禁止2.3.2.2.5 光标形状选择指令光标形状选择指令格式如下：无参数 1 0 1 0 0 N2 N1 N0光标形状为 8 点（列）N 行，N 的值为 07。2.3.2.2.6 数据自动读/写方式设置指令数据自动读写方式设置指令格式如下：无参数 1 0 1 1 0 0 N1 N0该指令执行后，MPU 可以连续的读写显示缓冲 RAM 的数据，每读写一次，地址指针自动增 1。自动读写结束时，后须写入自动结束命令以16使 T6963C 退出自动读写状态，开始接受其它指令。N1、N0 组合功能如下：N1 N0 指令代码 功能00 B0H 自动写设置01 B1H 自动读设置1* B2H/B3H 自动读、写结束2.3.2.2.7 数据单次读/写方式指令数据单次读/写格式如下：D1 1 1 0 0 0 N2 N1 N0D1 为需要写的数据，读时无此数据。N2 N1 N0 指令代码 功能000 C0H 数据写，地址加 1001 C1H 数据读，地址加 1010 C2H 数据写，地址减 1011 C3H 数据读，地址减 1100 C4H 数据写，地址不变101 C5H 数据读，地址不变2.3.2.2.8 屏读指令屏读指令格式如下：无参数 1 1 1 0 0 0 0 017该指令将屏上地址指针处文本与图形合成后显示的一字节内容数据送到 T6963C 的数据帧内，等待 MPU 读出。地址指针应为图形区内设置。2.3.2.2.9 屏拷贝指令屏拷贝指令格式如下：无参数 1 1 1 0 1 0 0 0该指令将屏上当前地址指针（图形区内）处开始的一行合成显示内容拷贝到相对应的图形显示区的一组单元内，该指令不能用于文本特征方式下或双屏结构液晶显示器的应用上。2.3.2.2.10 位操作指令位操作指令格式如下：无参数 1 1 1 1 N3 N2 N1 N0该指令可将显示缓冲区某单元的某一位清零或置 1，该单元地址当前地址指针提供。N3=1 置 1，N3=0 清零。N2N0：操作位，对应该单元的 D0D7 位。183.系统功能框图3.1SEED-DPS2812M 开发模板系统功能框图19图 3.1 DPS2812M 系统框图SEED-DPS2812M 系统主要包含两部分，如图 3.1 所示，分别为 SEED-DPS2812M 的硬件系统与相应的测试软件。相应的测试软件包括以下几个部分：DSP 对片外 SRAM 的操作示例； 外部 D/A 的操作示例；20 外部 A/D 的操作示例； DSP 片内外设 SCI 的操作示例； DSP 片内外设 CAN 的操作示例； EEPROM 的操作示例； RTC 的操作示例； 以太网的操作示例； DIDO 的操作示例； LCD 的操作示例； 键盘的操作示例； FLASH 的操作示例；3.2 显示系统的组成显示系统由 DSP 控制器、LCD 控制器和 LCD 显示屏组成，如下图所示：DSP控制器LCD控制器LCD显示屏图 3.2 显示系统组成4.键盘输入与显示输出的软件实现4.1CCS 编程环境介绍214.1.1CCS 介绍可编程 DSP 芯片的开发需要一整套完整的软、硬件开发工具。通常，DSP 芯片的开发工具可以外为代码生成具和代码调试工具两大类。代码生成工具的作用是将用 C 语言、代数语言、汇编语言或两者的混合语言编写的 DSP 程序编译、汇编并链接成为可执行的 DSP 程序，代码生成工具主要包括：C 编译器、汇编器和链接器等。此外，还有一些辅助厂具程序，如文件格式转换程序、库生成和文档管理程序等。1999 年，TI 推出了 Code Composer Studio，即 CCS 集成开发环境.CCS的出现是 DSP 开发软件的一次革命性的变化。CCS 集成的源代码编辑环境，使程序的调试与修改更为方便；CCS 集成的代码生成工具，使开发设计人员不必在 DOS 窗口键入大量的命令及参数；CCS 集成的调试工具，使程序调试一目了然，大量的观察窗口使程序调试与修改得心应手。更为重要的是，CCS 加速和增强了实时、嵌入信号处理的开发过程，提供了配置、构造、调试、跟踪和分析程序的工具，在基本代码产个工具的基础上增加了调试和实时分析的功能。开发设计人员可在不中断程序运行的情况下查看算法的对错，实现对硬件的实时跟踪调试，从而大大缩短了程序的开发时间。22设计 编辑原文件 生成代码 调试 分析图 4.1 CCS 软件调试流程4.1.2CCS 软件设置在安装 CCS 软件之后运行 CCS 软件之前。需首先运行 CCS 设置程序。CCS 设置程序用于建立 CCS 集成开发环境与目标板或 Simulator 之间的通信接口。CCS 软件集成了 TI 公司的 Simulator 和 Emulator 的驱动程序，用户可以直接使用 TI 的仿真器进行开发调试。如果用户使用的不是 TI 的仿真器，则要安装相应仿真器的驱动程序。CCS 是一个开放的环境，通过设置不同的驱动完成对不同环境的支持。4.1.3CCS 软件设置错误排查当 CCS 设置程序设置不正确时，CCS 将不能正常运行。以下是两种可能出现的错误提示：1 .You are attempting to start Code Composer with no boards. Please enter the setup program and select appropriate hardware.23运行 Code Composer Stepu 程序，System Configuration 栏中将发现 My System 下提示“System Needs a Board”，这是因为在系统配置中需要一个以上的目标板和处理器。如果有硬件仿真器，则将仿真器安装到系统中。这样，就可以使用 CCS 的软件仿真功能了。2 .Can not initialize Target DSP. Target initialization failed.Check target power and JTAG connection. I/O point=出现这种情况可能有以下一些原因：（1）目标 DSP 的 I/O 设置有误 目标 DSP 被设置到一个无效的 I/O 地址，应确保目标板上的 DIP 跳线设置与 CCS 设置程序设置的 I/O 地址一致。 目标板上的 I/O 地址有冲突，确保计算机中没有其他硬件占用此 I/O 端口。使用 Windows 控制而板可以查看是否存在此类冲突。（2）CCS 设置程序设置有误 CCS 设置程序中设置的驱动程序不正确，应确保 CCS 设置程序中选择的驱动程序就是所使用仿真器的驱动程序。 多处理器配置不正确，请查看设置程序的在线帮助。 CCS 设置程序与 CCS 执行程序不在同个目录下 应确保二者位于同日录下。（3）目标 DSP 设置有误 应确保 DSP 芯片不处于“Hold” 或“Reset”状态并被正确加电。 目标处理器应处于“Ready” 状态以执行调试程序。如果在 “Ready”状态出现硬件故障，可尝试让处理器处于微计算机模式并重新运行调试程序。24在微计算机模式下，所有的存储器存取均在片内进行且“Ready”信号线不起作用。 目标处理器的 Hold 引脚应处于释放状态。 为保证在仿真器和目标 DSP 之间提供高质量的信号，仿真头和处理器之间。 距离不应超过 6 英寸(1 英寸254cm) ，否则应加缓冲。 在电路和时钟模式下检查处理器的时钟，处理器应接收和产生正确的时钟信号。 EMU0/1 引脚通过上拉电阻置为高电平。4.1.4CCS 组件（1）代码产生工具。（2）CCS 集成开发环境(Integrated Developing Environment,IDE)。（3）DSPBIOS(Basic input and Output System)插件及 API(Application program Interface)函数。（4）RTDX(Real Time Data eXchange)插件、主机(Host)接口及 API 函数。4.1.5 硬件仿真和实时数据交换TI DSP 芯片提供片上仿真支持，使 CCS 能控制程序运行并实时监视程序活动。主机与目标 DSP 通信是通过个 JTAG 接口来完成的，这种连接方25式对 DSP 目标系统的实时性能没有太大的影响。仿真器提供与主机通信的JTAG 接口，评估板则提供板上的 JTAG 仿真接口。片上仿真硬件提供以下功能： 运行、停止或复位 DSP 芯片； 将代码和数据加载到 DSP 芯片； 检查 DSP 中寄存器和存储器； 检查硬件指令或数据相关的断点； 各种计算功能，包括精确到指令周期的剖切(Profiling)功能； 提供主机和目标 DSP 间的实时数据交换。CCS 软件支持这些片上仿真功能，而更为重要的是，CCS 的 RTDX 功能使主机和 DSP 之间能双向实时通信。RTDX 提供一个实时和连续的可视环境，使开发者能看到 DSP 应用程序工作的真实过程。RTDX 允许系统开发者在不停止运行目标应用程序的情况下在计算机和 DSP 芯片之间传输数据，同时还可在主机上利用对象链接嵌入(OLE)技术分析和观察数据。这样可以提供给开发者一个真实的系统工作过程，从而缩短开发时间。4.2 键盘输入的软件实现SEED-DPS2812 模板上配备了 4 路键盘扫描输出和 4 路键盘扫描输入，可外接一个 44 键盘，测试板上采用 45 的薄膜开关用来测试键盘接口，测试中只需用到左上角的 16 个键即可。键盘的测试过程26测试过程如下：1. 将 KEYBOARD 目录拷贝到 CCS 集成开发环境下的 myprojects 目录下；2. 在 CCS 中调用 ProjectOpen 命令，加载 KEYBOARD 目录下 SEED-DPS2812-KEYBOARD.pjt；3. 在 CCS 中用 FileLoad GEL.命令，加载 KEYBOARD 目录下的F2812.gel；4. 在 CCS 中用 FileLoad Program.命令，加载 KEYBOARDDebug 目录下的 SEED-DPS2812-KEYBOARD.out；5. 在 CCS 中用 Debug Go Main 命令，执行程序到 C 的 main()函数处；6. 在 CCS 中用 ViewWatch Window 命令，打开变量视窗，点击Watch1 页面，输入 Save_keyvalue 和 a，Save_keyvalue 是一个数组，用来保存键值，a 为输入键值的个数。7. 运行程序，输入键值，刷新 Watch window，观察数组 Save_keyvalue和变量 a 的变化。例如：输入 1、5、6 三个键值，然后刷新得如下结果。27图 4.2 键盘测试图例4.3 液晶显示的软件实现LCD 的测试F2812 片上有 1 个 LCD 液晶显示接口，CPU 为 T6963C。LCD 的测试过程LCD 的测试过程如下：1. 将 DPS2812-LCD 目录拷贝到 CCS 集成开发环境下的 myprojects 目录下；282. 在 CCS 中用 ProjectOpen.命令，加载 DPS2812-LCD 目录下的DPS2812-LCD.pjt；3. 在 CCS 中用 FileLoad GEL.命令，加载 DPS2812-LCD 目录下的F2812.gel；4. 在 CCS 中用 FileLoad Program.命令，加载 DPS2812-LCD 目录下的 DPS2812-LCD.out；5. 在 CCS 中用 Debug Go Main 命令，将程序执行到 C 的入口函数main()处；6. 按下图设置断点，按 F5 运行程序，可以在 LCD 上看见“液晶”两个字。29图 4.3 液晶显示测试图例305.结论程序测试用到了上面介绍过的开发设备，这里给出全部测试平台图。从图中可以看到开发板分别连+5V、+26V 和 GND，白色的盒子是仿真器，通过 JTAG 接口和 USB 分别连接到板子和电脑上。连接完毕后接通电源，按上一章说明的步骤进行操作。图 5.1 测试平台5.1 键盘输入测试5.1.1 键盘输入主流程图31系统初始化中断初始化周期中断中定时扫描用户代码设定，开周期中断I/O 口初始化图 5.2 键盘测试主流程图初始化系统包括： 屏蔽看门狗 配置 PLL 和外设时钟 寄存器设置 设置 I/O 口初始化中断包括： 屏蔽 CPU 中断，清 CPU 中断标识 初始化 PIE 中断控制 初始化 PIE 矢量表325.1.2 键盘扫描流程图电源开延时扫描输入？显示输入有无图 5.3 键盘扫描程序流程图5.1.3 程序运行结果33图 5.4 键盘测试结果测试心得和遇到的问题及分析：其中利用到了扫描的特点来实现对外设输入的检测，CPU 每隔 20 毫秒扫描一次是否有输入，没有则循环进行，有则将其显示。此外某些按键在程序运行中是无效的，就是说在实际运行过程中并不是用到了所有的按键，后来参考测试说明并经过多轮测试后得出，应该是软件程序中定义的只是一部分而已。测试说明中表明只需用到 16 个键即可，实际上或许并没有定义这么多，在查看器中能够观测到的也只有 9 个按键键值的34变化。5.2 液晶显示输出测试5.2.1 液晶显示主流程图系统初始化开始PIE 控制寄存器初始化LCD 初始化LCD 清屏LCD 写光标LCD 清光标LCD 汉字显示图 5.